Очистка воды флокуляцией: что это такое

Схема реагентного хозяйства с сухим хранением реагента (сернокислого алюминия)

1 — автосамосвал; 2 — склад; 3 — растворные баки; 4 — кран-балка с грейфером; 5 — насос; 6 — рас­ходные баки; 7 — насос-дозатор; 8 — воздуходувка; I — трубопровод холодной воды; II — трубопро­вод горячей воды; III — сжатый воздух; IV — раствор коагулянта

Схема приготовления коагулянта при сухом хранении, представленная на рисунке, целесообразна при расходе коагулянта до 5-6 т/сут. Транспортирование коагулянта по складу и загрузку в растворные баки осуществляют с кран-балкой и подвесным грейфе­ром емкостью до 0,5 м3 с помощью дистанционного пульта.

Склад коагулянта находится в неотапливаемом помещении. Высота склада должна позволять производить беспрепятственную выгрузку коагулянта и его транспортирова­ние по складу.

Площадь складов следует рассчитывать на хранение 30-дневного запаса, считая по периоду максимальной потребности реагента:

F_скл=1,15Q_сут. ДТ/10000ργh

где Q_cym— полная производительность очистной станции, м3/сут; Д- доза реагента, г/м3; Т — продолжительность хранения реагента, сут; ρ — содержание активного вещества в реагенте, %; γ — объемная насыпная масса реагента, т/м3; h-допустимая высота скла­дирования ~ 1,5-2,5 м.

Расходные баки находятся в отапливаемом помещении, отделяемом от склада капи­тальной перегородкой. Над этим помещением находятся обычно помещения для приго­товления или хранения других реагентов. Из растворных баков раствор коагулянта кон­центрацией 10-15% перепускается в расходные баки, где разбавляется до рабочей кон­центрации (4-10%). Для перемешивания раствора в нижнюю часть баков через систему труб подается воздух. Из расходных баков раствор коагулянта подается в смеситель на­сосом-дозатором либо кислотостойким насосом через дозатор любого типа. Количество расходных, растворных баков и насосов должно быть: растворных — 3, расходных — 2.

Схема организации реагентного хозяйства при мокром хранении коагулянта в рас­творных баках-хранилищах представлена на рис. 13.2. В этом случае коагулянт доставля­ется автотранспортом и загружается в растворные баки-хранилища, где растворяется и хра­нится в виде 15-20%-ного концентрированного раствора. Емкость баков-хранилищ рассчи­тывается на 30-суточный расход реагента. Количество баков должно быть не менее трех.

Определение термина [ править ]

Согласно определению IUPAC , флокуляция – это «процесс контакта и адгезии, при котором частицы дисперсии образуют кластеры большего размера». Флокуляция является синонимом агломерации и коагуляции / коалесценции .

По сути, коагуляция – это процесс добавления коагулянта для дестабилизации стабилизированной заряженной частицы. Между тем флокуляция – это метод перемешивания, который способствует агломерации и помогает осаждению частиц. Наиболее часто используемый коагулянт – это квасцы Al ₂ (SO ₄ ) ₃ · 14H ₂ O.

В химической реакции участвуют:

Al ₂ (SO _{> 4} ) ₃ · 14 H ₂ O → 2 Al (OH) ₃ (т) + 6 H + + 3 SO2- ₄+ 8 Н ₂ О

Во время флокуляции мягкое перемешивание увеличивает скорость столкновения частиц, а дестабилизированные частицы далее агрегируются и объединяются в более крупные осадки. На флокуляцию влияют несколько параметров, включая скорость перемешивания, интенсивность перемешивания и время перемешивания. Произведение интенсивности перемешивания и времени перемешивания используется для описания процессов флокуляции.

Принцип действия

Частицы, находящиеся в воде во взвешенном состоянии, окружены водной пленкой с заряженными ионами.

Данная особенность не дает им контактировать между собой. Для нейтрализации заряда и скорейшего осаждения как раз и используются флокулянты.

Зная состав воды и сферу ее дальнейшего применения, выбирают положительно, отрицательно либо нейтрально заряженные реагенты.

Процесс флокуляции происходит в два этапа:

• Адсорбция действующего вещества на поверхности частиц.
• Формирование флокул (грязевых хлопьев).

Флокулянты обладают значительным молекулярным весом и имеют длинную полимерную структуру, за счет чего происходит образование своеобразных мостиков и разрушение водно-солевой оболочки.

Попадая в воду, способствуют склеиванию и объединению загрязняющих частиц. Соединения становятся более тяжелыми, плотными и начинают увеличиваться в размерах, давая возможность фильтрующим системам уловить их.

Флокулянты могут быть как массового, так и частичного действия. При необходимости провести осаждение только определенной группы веществ, применяется избирательная флокуляция. Востребован метод при необходимости разделить тонкие неорганические взвеси, а также для улучшения эффективности обогащения.

Контактная коагуляция воды – что это такое

Контактная коагуляция протекает на поверхности зернистого материала или макрочастицах сорбента. Микрочастицы коллоидов сближаются с ними в результате перемешивания и броуновского движения. Вандерваальсово притяжение вызывает прилипание и удерживает мелкие частицы на поверхности крупных.

Контактная коагуляция имеет ряд особенностей и приобрела важное значение в технологии водоподготовки. Чем выше концентрация макрочастиц гидроксидов железа и алюминия в дисперсном растворе, тем ярче проявляются эти особенности

• На скорость контактной коагуляции практически не оказывают влияние температурный режим и рН раствора.
• Большая интенсивность и полнота извлечения.
• Меньшая устойчивость микрочастиц в отношении коагулирования на поверхности крупных.
• Коагуляция воды в слое зернистых фильтров протекает с большей интенсивностью и скоростью, чем при обычной коагуляции в свободном объеме.

Процесс слипания микро- и макрочастиц, значительно различающихся по размеру, во взвеси с различной степенью дисперсности имеет особенное значение при осветлении воды в осветлителях со слоем взвешенной контактной среды.

Формирование агломератов вокруг частиц гидроксидов, собиравших примеси с образованием хлопьев, происходит в фильтрующем слое за счет прилипания коагулирующих частичек к зернам фильтрующего вещества.

При проведении коагуляции в слое зернистой загрузки пропадает необходимость хлопьеобразования в камерах, осаждения и осветления растворов в отстойниках. Осветлители показывают лучшие показатели с высокой производительностью при избавлении от мутности воды в отличие от отстойников.

Взвешенная контактная среда в осветлителях формируется из Al(OH)3 или Fe(OH)3 и представляет собой фильтрующий материал, который ускоряет очищение водных растворов от взвешенных примесей. При пропускании мутной воды через осадок гидроксидов с остаточной адсорбционной емкостью, улучшается ее обесцвечивание. Использование осветлителей значительно сокращает площадь очистных сооружений, улучшает работу фильтров, существенно снижает расход реагентов.

Ссылки [ править ]

1. ^ Сломковский, Станислав; Alemán, José V .; Гилберт, Роберт Дж .; Гесс, Майкл; Хори, Казуюки; Джонс, Ричард Дж .; Кубиса, Пшемыслав; Мейзель, Ингрид; Морманн, Вернер; Пенчек, Станислав; Степто, Роберт FT (2011). «Терминология полимеров и процессов полимеризации в дисперсных системах (Рекомендации IUPAC 2011)» . Чистая и прикладная химия . 83 (12): 2229–2259. DOI10.1351 / PAC-REC-10-06-03 . S2CID   .
2. Ричард Дж. Джонс; Эдвард С. Уилкс; В. Вал Метаномски; Ярослав Каховец; Майкл Хесс; Роберт Степто; Тацуки Китаяма, ред. (2009). Сборник терминологии и номенклатуры полимеров (Рекомендации ИЮПАК 2008 г.) «Пурпурная книга» (2-е изд.). Издательство РСК. ISBN 978-0-85404-491-7.
3. ИЮПАК , , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « флокуляцияDOI 10,1351 / goldbook.F02429
4. Хаббард, Артур Т. (2004). Энциклопедия поверхностных и коллоидных наук . CRC Press. п. 4230. ISBN 978-0-8247-0759-0. Проверено 13 ноября 2007 .
5. Адамсон А. В. и Гаст А. П. (1997) «Физическая химия поверхностей», Джон Уайли и сыновья.
6. Исследование закономерностей селективной флокуляции углей синтетическими латексами / П.В. Сергеев, В.С. Билецкий // ICCS’97. 7–12 сентября 1997 г., Эссен, Германия. Т. 1. С. 503–506.
7. Fuhrmann, Филипп L .; Сала, Гвидо; Стигер, Маркус; Шолтен, Эльке (1 августа 2019 г.). «Кластеризация капель масла в эмульсиях масло / вода: контроль размера кластера и силы взаимодействия» . Food Research International . 122 : 537–547. DOI10.1016 / j.foodres.2019.04.027 . ISSN 0963-9969 . PMID .
8. Хан, Бинбин; Akeprathumchai, S .; Wickramasinghe, SR; Цянь, X. (2003-07-01). «Флокуляция биологических клеток: эксперимент против теории». Журнал Айше . 49 (7): 1687–1701. DOI10.1002 / aic.690490709 . ISSN 1547-5905 .
9. ^ Фокс, Патрик Ф. (1999). Сыр Том 1: химия, физика и микробиология (2-е изд.). Гейтерсбург, Мэриленд : Aspen Publishers. С. 144–150. ISBN 978-0-8342-1378-4.
10. Фокс, Патрик Ф. (2004). Сыр – химия, физика и микробиология (3-е изд.). Эльзевир. п. 72. ISBN 978-0-12-263653-0.
11. Ривас, Хавьер; Prazeres, Ana R .; Карвалью, Фатима; Бельтран, Фернандо (14 июля 2010 г.). «Обработка сточных вод, содержащих сырную сыворотку: комбинированная коагуляция – флокуляция и аэробное биоразложение». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 58 (13): 7871–7877. DOI10.1021 / jf100602j . ISSN 0021-8561 . PMID .
12. Brungard, Мартин (20 февраля 2018). «Водное знание» . Bru’n Water .
13. Jin, YL .; Спирс, РА. (1999). «Флокуляция в Saccharomyces cerevisiae Food Res. Int». 31 : 421–440.
14. Беверли, Ричард П. (2014-04-17). «Мониторинг и оценка процесса очистки воды» . Knovel . Американская ассоциация водопроводных сооружений (AWWA) . Проверено 14 октября 2015 года .
15. ^ Гуч, доктор Ян В., изд. (01.01.2007). «Дефлокуляция». Энциклопедический словарь полимеров . Springer Нью-Йорк. п. 265. DOI10.1007 / 978-0-387-30160-0_3313 . ISBN 978-0-387-31021-3.

Схема известкового хозяйства с поступлением комовой негашеной извести

1 — автотранспорт; 2 — бункер; 3 — питатель; 4 — дробилка; 5 — элеватор; 6 — бункер-хранилище; 7 — вибратор; 8 — питатель; 9 — известегасилка; 10 — промежуточный бак; 11, 13 — насосы; 12 — бак с гидравлическим перемешиванием; 14 — дозатор; I — трубопровод подачи воды; II — подача известковой суспензии к смесителю

При больших расходах извести в трубопровод после фильтров дозируют известковое молоко, предварительно очищенное в гидроциклонах или вертикальных отстойниках.

В отличие от коагулянтов и извести сода и хлористый натрий являются хорошо рас­творимыми реагентами.

Кальцинированная сода дозируется в воду в виде 5-8%-ного раствора для улучше­ния коагуляции или для стабилизации воды.

Для приготовления раствора соды с целью улучшения коагуляции можно использо­вать то же самое оборудование, что и для извести. Это позволит оперативно переходить от использования извести к соде или наоборот, в зависимости от наличия реагентов.

Наиболее распространенным флокулянтом является полиакриламид (ПАА), по­ставляемый на станции очистки воды в виде гелеобразной массы.

ПАА хранится на станциях очистки в таре и растворяется в баках с механически­ми мешалками с числом оборотов вала 800-1000 в 1 мин. Срок хранения раствора ПАА на станциях очистки воды не должен превышать 15 суток (при большом сроке хранения ПАА стареет). Водные растворы ПАА не обладают коррозийными свойствами и дози­руются в воду с концентрацией 0,5-1%.

Из других флокулянтов наибольшее применение получили типа «Праестол», актив­ная кремневая кислота (АК), ВПК-402 и др.

Далее приведена технологическая схема установки системы НИИ КВОВ АКХ им. К.Д. Памфилова для приготовления АК обработкой жидкого стекла раствором серно-кислого алюминия. В расходных баках готовится 1,5-2,5%-ный раствор жидкого стекла и 1,5-3,5%-ный раствор сернокислого алюминия. Раствор сернокислого алюминия пода­ется в расходный бак установки АК от расходных баков коагулянтного хозяйства.

Характеристики аппаратов известкового хозяйства

Марка аппарата	Производи­ тельность, т/ч	Габариты, мм	Мощность электродвига­теля, кВт
длина	ширина	высота
Известегасилка С-382	1,0	1770	1750	1540	2,8
Известегасилка СМ-1247	2-3	2800	996	1560	2,2
Шаровая мельни­ца СМ-432	0,5-1,9	5088	1800	1700	20
Стержневая мель­ница СМ-435	1-2,4	4925	1820	1700	20

Известегасилки применяют для приготовления известкового молока из извести-пушонки или быстрогасящейся комовой извести-кипелки. Для гашения извести в них по­дается холодная вода.

Шаровые и стержневые мельницы предназначены для мокрого измельчения и га­шения комовой извести. К ним подводится горячая вода. Мельницы применяются при больших расходах извести. При их применении увеличивается количество осадка в со­оружениях очистки воды. Для осветления известкового молока применяются гидроцик­лоны или вертикальные отстойники.

Обычно применяют гидроциклоны типа ГЦК с внутренним диаметром не более 250 мм. При необходимости устанавливают несколько гидроциклонов.

Известковое молоко на гидроциклоны подается насосами типа ФГ или ПС с напо­ром от 6 до 25 м. Слив осадка из гидроциклона производится обратно в бак неочищен­ного молока. Осветленное молоко подается в бак очищенного молока, а оттуда насосом- дозатором в обрабатываемую воду.

Вместо гидроциклона для осветления известкового молока можно применять вер­тикальные отстойники, рассчитываемые по восходящей скорости потока 2 мм/с.

При стабилизации воды известковое молоко должно вводиться перед фильтрами, что увеличивает нагрузку на фильтры по загрязнениям и уменьшает длительность их фильтроциклов. Поэтому при соответствующем обосновании применяется ввод раство­ра извести или очищенного известкового молока в трубопровод после фильтров.

При расходе извести на станции до 50 кг/сут по СаО допускается применение схемы, при которой известковое молоко из ящика для размыва теста подается в сатура­тор двойного насыщения для приготовления известкового раствора. Из сатуратора очи­щенный известковый раствор подается в дозатор.

Приложения [ править ]

Химия поверхности править

В коллоидной химии флокуляция относится к процессу, при котором мелкие частицы собираются вместе в хлопья. Затем хлопья могут всплывать на поверхность жидкости (вспенивание), оседать на дно жидкости ( осаждение ) или легко отфильтровываться от жидкости. Флокуляция почвенных коллоидов тесно связана с качеством пресной воды. Высокая диспергируемость почвенных коллоидов не только непосредственно вызывает помутнение окружающей воды, но также вызывает эвтрофикацию из-за адсорбции питательных веществ в реках и озерах и даже на лодках под водой.

Физическая химия править

Для эмульсий флокуляция описывает кластеризацию отдельных диспергированных капель вместе, в результате чего отдельные капли не теряют своей идентичности. Таким образом, флокуляция является начальной стадией, ведущей к дальнейшему старению эмульсии (коалесценция капель и окончательное разделение фаз). Флокуляция используется при обогащении минералов но также может использоваться для определения физических свойств пищевых и фармацевтических продуктов.

Гражданское строительство / науки о Земле править

В гражданском строительстве и в науках о Земле флокуляция – это состояние, при котором глины, полимеры или другие мелкие заряженные частицы прикрепляются и образуют хрупкую структуру , хлопья. В дисперсных глинистых суспензиях флокуляция происходит после прекращения механического перемешивания, и диспергированные пластинки глины спонтанно образуют хлопья из-за притяжения между отрицательными поверхностными зарядами и положительными краевыми зарядами.

Биология править

Флокуляция используется в биотехнологии в сочетании с микрофильтрацией для повышения эффективности биологических кормов. Добавление синтетических флокулянтов в биореактор может увеличить средний размер частиц, делая микрофильтрацию более эффективной. Когда флокулянты не добавляются, образуются и накапливаются корки, что снижает жизнеспособность клеток. Положительно заряженные флокулянты работают лучше, чем отрицательно заряженные, поскольку клетки обычно заряжены отрицательно.

Сыроварня править

Флокуляция широко используется для измерения процесса образования творога на начальных этапах производства сыра, чтобы определить, как долго творог должен застыть. Реакция с участием мицелл сычужного фермента моделируется кинетикой Смолуховского . Во время сычужного образования молока мицеллы могут сближаться друг с другом и флокулировать – процесс, который включает гидролиз молекул и макропептидов.

Флокуляция также используется при очистке сточных вод от сыра . В основном используются три разных коагулянта:

• FeSO ₄ ( сульфат железа (II) )
• Al ₂ (SO ₄ ) ₃ ( сульфат алюминия )
• FeCl ₃ ( хлорид железа (III) )

Пивоварение править

В пивоваренной промышленности флокуляция имеет другое значение. Это очень важный процесс ферментации при производстве пива, когда клетки образуют макроскопические хлопья. Эти хлопья заставляют дрожжи осаждаться или подниматься на вершину ферментации в конце ферментации. Впоследствии дрожжи можно собирать (собирать) с верхней части ( ферментация эля ) или с нижней части ( ферментация лагера ) ферментера, чтобы повторно использовать их для следующей ферментации.

Флокуляция дрожжей в первую очередь определяется концентрацией кальция, часто в диапазоне 50-100 частей на миллион. Соли кальция могут быть добавлены, чтобы вызвать флокуляцию, или процесс можно обратить, удалив кальций, добавив фосфат для образования нерастворимого фосфата кальция, добавив избыток сульфата для образования нерастворимого сульфата кальция или добавив ЭДТА для хелатирования ионов кальция. Хотя это похоже на осаждение в коллоидных дисперсиях, механизмы разные.

Процесс очистки воды править

Флокуляции и осаждения широко используются в очистке от питьевой воды , а также в очистке сточных вод , очистки ливневых вод и очистки промышленных потоков сточных вод. Типичные процессы очистки состоят из решеток, коагуляции, флокуляции, осаждения , гранулированной фильтрации и дезинфекции.

Jar test править

Цель этого теста – выбрать типы коагулянта (квасцы), а также оценить оптимальную дозу, необходимую для удаления заряженных частиц, которые встречаются в сырой воде. Jar test – это эксперимент для понимания процессов коагуляции, флокуляции и седиментации (AWWA, 2011).

Аппарат для испытаний в сосуде состоит из шести стаканов периодического действия и оборудован лопастным миксером для каждого стакана. В стандартной практике испытание в сосуде включает быстрое перемешивание, за которым следует медленное перемешивание, а затем процесс осаждения.

Принципиальная схема установки приготовления активной кремнекислоты (АК)

1- баки рабочего раствора жидкого стекла; 2 — баки раствора сернокислого алюминия; 3 — бак раствора АК; 4 — реактор; 5 — полимеризатор; 6 — насосы-дозаторы; 7 — регулятор давле­ния; 8 — расходомер; 9 — эжектор; 10 — краны для регулирования времени полимеризации АК; 11- сброс осадка в канализацию; 12 — подача воды; 13 — подача раствора АК в обрабатываемую воду; 14, 15 — механическая мешалка

В непосредственной близости от установки должны находиться склад бочек и рас­творные баки жидкого стекла. Растворение жидкого стекла производится путем переме­шивания с помощью сжатого воздуха, подаваемого с интенсивностью 3-5 л/с-м2. Рас­творные баки можно совмещать с расходными, обеспечив забор отстоянного раствора жидкого стекла с верхнего слоя баков.

Количество рабочих установок на станции должно быть не менее двух. В каждой установке должен быть один рабочий и один резервный реактор.

Транспортирование и растворение реагентов сопровождаются значительным выде­лением вредных веществ в воздух. Поэтому реагентное хозяйство обычно сблокирова­но в одной части здания очистки воды. Внутри цеха реагентного хозяйства должно быть деление на помещения с однородными выделениями вредных веществ.

Примерно однородными помещениями можно считать склад коагулянта и извести, в котором обычно находятся растворные баки коагулянта и известегасилки; помещение расходных баков, в которых обычно находятся также насосы и воздуходувки; помеще­ние хранения и приготовления ПАА; фтораторная, блокуглевание, хлораторная и другие помещения.

Схема при использовании концентрированного коагулянта

1 — растворный бак; 2 — резервуар-хранилище; 3 — расходный бак; 4 — насос перекачки коагулян­та из растворных баков в резервуары-хранилища; 5 — канализационные лотки; 6 — водопровод; 7 — трубопровод к насосам-дозаторам; 8 — трубопроводы отвода раствора

В удаленных районах, где имеется достаточно электрической энергии и куда по­ставка реагентов затруднена, для обработки воды может быть применена электрокоагу­ляция. Электрокоагуляция, основанная на растворении алюминиевых или стальных эле­ктродов для получения Аl₂0₃ и Fe₂0₃, позволяет значительно уменьшить общую пло­щадь станции очистки, так как при этом отпадает необходимость в складах для хранения реагента, растворных и расходных баках. Однако вследствие большого расхода эле­ктроэнергии этот метод обработки воды применяется преимущественно на станциях не­большой производительности.

Использование очищенных гранулированных, хорошо растворимых коагулянтов позволяет перейти на их сухое дозирование в воду.

Применение сухого дозирования реагентов повышает точность дозирования и уп­рощает технологическую схему реагентного хозяйства, так как отпадают растворные и расходные баки.

Использование известкования воды для улучшения процессов коагулирования и стабилизационной обработки воды связано с необходимостью предварительного гаше­ния извести. Из-за малой растворимости извести ее. обычно дозируют в виде известко­вого молока, представляющего собой быстро расслаивающуюся суспензию. Поэтому в баках хранения известкового молока требуется постоянное перемешивание.

При сухом хранении строительную известь доставляют в негашеном виде на склад, примыкающий к помещениям, где расположено оборудование известкового хозяйства. С помощью грейферного крана известь загружается в приемный бункер для гашения. Га­шение извести производят при помощи известегасилок или шаровых мельниц. При при­менении комовой извести перед загрузкой в известегасилку требуется ее предварительное дробление в дробилках. После известегасилки концентрированное известковое молоко поступает в растворные баки-хранилища, а затем в гидравлическую или механическую мешалку, где разбавляется до 5%-ной концентрации; или циркуляционным насосом.

Недостатком сухого хранения извести является большое пылевыделение при про­изводстве работ и их трудоемкость.

Основные производители

Главными производителями флокулянтов являются такие страны, как Япония, Франция, Великобритания, Финляндия, Южная Корея, США, Германия. В России представлена следующая продукция зарубежного производства: Besfloc (Бесфлок), Zetag (Зетаг), Praestol (Праестол) и другие марки. Рассмотрим подробнее тройку лидеров.

Besfloc (Бесфлок) – материалы производства южнокорейской компании Kolon Life Science, Inc. Они выпускаются в форме эмульсий, порошков, гранул, растворов. Применяются, главным образом, для доочистки после использования коагулянтов в нефтехимической, горнодобывающей, текстильной, целлюлозно-бумажной отраслях промышленности, при фильтрации коммунальных стоков.

Zetag (Зетаг) – полимеры от швейцарской фирмы Ciba Specialty Chemicals. Предназначены для ускорения процедуры устранения твердых взвесей, органических примесей. Обеспечивают выпадение твердой фазы в крупнофракционный осадок. Нашли применение при подготовке жидкости из водоемов для использования в коммунальном водопроводе.

Praestol (Праестол) – полимерные соединения, разработанные по совместной технологии Германии и России. Способствуют ускорению процесса фильтрации, уплотнению осадка. Уменьшают электрическую активность жидкости, обеспечивая более эффективное объединение загрязняющих частиц. Используются для очищения, дезинфекции жидкости питьевого назначения. Наиболее востребованы в коммунальном хозяйстве, химической, нефтехимической индустриях.

• https://zetsila.ru/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%BA%D0%BE%D0%B0%D0%B3%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F-%D0%B8-%D1%84%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F/
• https://ovteh.ru/blog/koagulyanty-dlya-ochistki-vody-chto-eto-takoe-vidy-v-chem-raznica-etih-vecshestv-i-flokulyantov
• https://diasel.ru/article/chto-takoe-koagulyaciya-vody/
• https://promhimsnab.ru/help/poleznye-stati/flokulyant_i_koagulyant_chto_eto_takoe_i_v_chem_raznitsa/
• http://global-aqua.ru/metody-i-tekhnologii/primenenie-koagulyantov-dlya-ochistki-v.html
• https://o-vode.net/ochistka/s-pomoshhyu-flokulyantov
• https://o-vode.net/ochistka/stochnye/metody/fiziko-himicheskie/koagulyatsiya
• https://tatsorb.com/blog/posts/flokulyantyi

Коагуляция как метод очистки воды

Водоподготовка включает в себя комплекс мероприятий по очистке поверхностных, грунтовых вод от грубых и мелких примесей, взвешенных и коллоидных соединений, обесцвечиванию с помощью коагулянтов. Коагулирование воды ускоряет осаждение и фильтрование примесей в водном растворе.

Давайте разберем, для чего применяется коагуляция воды?

В водной дисперсионной системе взвешенные вещества в основном имеют одноименные заряды. Это обусловливает их стабильность за счет сил отталкивания между молекулами. Коагуляцией называется укрупнение коллоидов в дисперсионной среде посредством их соединения в агломераты. Это становится возможным при добавлении специальных реагентов – коагулянтов. Реагенты для коагуляции воды увеличивают концентрацию ионов в диффузном слое, способствуют его уменьшению и приведению мицеллы (коллоидной частицы с диффузным слоем вокруг нее) в изоэлектрическую форму. В таком состоянии гидрозоля коллоиды имеют нулевой заряд, а значит, нет препятствий к их сближению и формированию агломератов. Завершается процесс коагулирования отделением укрупненных частиц от жидкой фазы осаждением. Коагуляция для очистки воды обеспечивает эффективное выпадение примесей в осадок.

Разновидности и применение коагулянтов для очистки воды

Если бы в неочищенной воде все взвешенные твердые частицы были достаточно велики, чтобы их можно было легко удалить с помощью известных методов очистки, то обработка химическими коагулянтами не требовалась бы. Однако большая часть взвешенного вещества состоит из очень мелких, чрезвычайно дисперсных твердых частиц, в значительной степени коллоидных. Ввиду малого размера они не поддаются осаждению, флотации или фильтрации, и их приходится предварительно подвергать коагуляции.

И флоакулянты, и коагулянты – это реагенты, которые используются на первых стадиях очистки воды от загрязняющих частиц. Коагулянты объединяют мелкие частички дисперсных систем в крупные под воздействием сил сцепления. Применение коагулянтов способствует понижению степени окисляемости обрабатываемых водных масс, уменьшению содержания в них взвешенных частичек, улучшению основных технологических процессов обработки, которые происходят в очистных сооружениях и осветлителях. Флоакулянты обеспечивают слипание неустойчивых агрессивных частичек и тем самым интенсифицируют процесс образования хлопьев. Данные вещества осветляют водные массы и улучшают и качество по ряду контролируемых показателей. Например, снижается щелочность, содержание общего железа, а концентрация взвешенных частиц падает в 3-5 раз.

Предварительный лабораторный анализ состава стоков обязателен. Он дает представление о качестве воды, основных загрязнителях и позволяет составлять максимально эффективный план очистки.Органические полимерные коагулянты cерия FLOQUAT имеют высокие катионный заряд, поэтому эффективно дестабилизируют отрицательно заряженные коллоидные частички. По сравнению с неорганическими коагулянтами полимерные работают в широком диапазоне рН и щелочности, экономичны в расходе, не изменяют рН очищенной воды, хлорирования не боятся и не добавляют в очищенную воду растворенных металлов. Очищенная вода имеет незначительный осадок.Органические флокулянты cерии FLOPAM PWG применяются в комплексе с коагулянтами, способствуют увеличению размеров хлопьев и упрощают их дальнейшее удаление. В продаже представлены катионные, анионные, неионные флокулянты с разными молекулярными массами и показателями плотности заряда в виде порошков, гранул, водных растворов, эмульсий. Полимерные флокулянты имеют высокую молекулярную массу, образуют мостики между микрохлопьями, создавая крупные макрохлопья. Они позволяют минимизировать время отстаивания и максимизировать качество воды, исключают перенос частиц, повышают производительность фильтра без капитальных затрат.

Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды

С точки зрения химии, коагулянты и флокулянты – неорганические соли, при соприкосновении с водой образующие элементы с зарядом, противоположным тому, который имеют частички присутствующей в жидкости взвеси. Благодаря разности потенциалов, «очиститель» притягивает загрязнения, объединяя их в конгломераты, которые несложно удалить из емкости.

Коагулянтами являются соли слабых оснований, которые, смачиваясь, переходят в нерастворимое состояние. В промышленности применяют составы на основе:

• сульфата, гидроксохлоида и гидросульфата алюминия;
• сульфата и хлорида железа.

Эти соединения качественно работают и не требуют значительных затрат. Наряду с загрязняющими веществами препараты связывают ионы жесткости, тяжелых металлов, органику, что обеспечивает прозрачность воды и удаление примесей. На водоканалах и для очистки бассейнов вводят реагенты на базе гидроксохлорида алюминия, поэтому в пробах может фиксироваться незначительное превышение этого вещества.